INTERFACE ENTRE ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA E ESTRATÉGIAS

Diversos autores defendem que a arquitetura bioclimática começa a ser definida nos primeiros estágios do processo de concepção projetual (PEDRINI, 2003).

É no início do processo de concepção que o projetista tem maior liberdade criativa, e o quanto antes o arquiteto relevar certas diretrizes maior será a possibilidade de integração ao projeto e maior será a qualidade global do produto. Assim podemos considerar que, “toda proposta de arquitetura tem sua origem no ‘nada’ criativo inicial, cuja possibilidade projetiva é total, pois entende-se seu objeto ‘não como uma forma fechada, e sim como o campo do possível’” (RAMOS, 2007, p.338), o que quer dizer que, o início do processo projetual corresponde à máxima possibilidade da arquitetura desenvolver qualquer proposta (Gráfico 6).

Sempre haverá vários caminhos para resolver um projeto e o arquiteto deve fundamentar as decisões projetuais sobre as condições inerentes e específicas de cada problema arquitetônico (Gráfico 6).

Gráfico 6 - Gráfico da relação entre a liberdade de escolha durante o processo de concepção e as

etapas projetuais.

Fonte: Barroso-Krause (2002).

Cada uma das decisões tem conseqüências globais sobre o projeto (BOUDON et al, 2000). As decisões com maior impacto no produto final, o projeto concluído, são tomadas no início do processo de concepção, nessa etapa são abordados fatores ambientais como topografia, orientação, insolação, ventos dominantes e entorno. Vale ressaltar que o processo de concepção não é linear (BOUDON et al, 2000), no qual o projeto passa por diversos momentos que fazem o arquiteto repensar constantemente o problema, o que significa dizer que as decisões

Figura 11 - Impacto das decisões nas etapas projetuais

Fonte: Johnson (2005 apud LIMA, 2007).

O conforto térmico e a eficiência energética obtidos pela manipulação dos fatores ambientais, das variáveis arquitetônicas e humanas e das demandas bioclimáticas devem se integrar durante todo o processo de concepção e influenciar o projetista na solução do objeto arquitetônico, onde cada uma dessas partes devem ser pensadas num todo composto por suas próprias partes. Para essa pesquisa, os fatores ambientais são relacionados aos dados climáticos locais de orientação e incidência solar, ventos dominantes e topografia; as variáveis arquitetônicas estão ligadas à forma e ao arranjo espacial (Tópico 2.4); as demandas bioclimáticas estão relacionadas às estratégias arquitetônicas que visem à otimização da utilização de sistemas passivos para obter ventilação, sombreamento e massa térmica para resfriamento (Tópico 2.5); e as humanas referem-se à sensação de conforto térmico, visual e acústico dos usuários, mas não serão objetos de análise dessa pesquisa.

Para alguns autores as estratégias decididas durante o processo de concepção podem ser apoiadas ou otimizadas com o auxilio das ferramentas computacionais, Pedrini (2003) associa as etapas projetuais ao estudo de eficiência energética das edificações a partir de estudos feitos por Szokolay (1984) e para cada fase, avalia as decisões através de programas computacionais. O autor divide

as etapas de concepção em análise de pré-projeto (anteprojeto), fase de esboço, detalhamento e avaliação final. Na fase de pré-projeto o desempenho térmico das edificações pode ser considerado a partir do estudo do clima, do terreno e entorno, dos princípios e recomendações bioclimáticas, busca de referências, identificação de metas de desempenho e utilização de softwares. Já a fase de esboço é caracterizada pelo estudo dos fenômenos de transferência de calor, sobretudo da geometria solar e impacto da forma na ventilação natural e no sombreamento. Os programas utilizados com esses fins são programas de máscara de sombras e diagramas de coeficiente de pressão do vento. Na fase de detalhamento tem-se a avaliação das soluções e a busca por alternativas que possam otimizar o desempenho, sendo necessário o uso de software de desempenho térmico e energético mais completo. Na avaliação final são elaboradas o desempenho do objeto completo (Quadro 4).

esboço Formular e testar hipóteses de projeto. efeito térmico da forma, do comportamento térmico dos materiais; Geometria solar

refinar a selecionada segundo métodos simplificados.

As hipóteses iniciais devem satisfazer os critérios energéticos, a implantação, a circulação, a estrutura, a execução e a estética.

Detalhamento Tomar decisões

de detalhamento: aberturas, proteções, dimensões, materiais de envoltória, espessuras e superfícies. Conhecimento das conseqüências das decisões de detalhamento no consumo energético. Programas completos de simulação. Desenhos e detalhes do projeto; especificações.

Muitas das decisões dessa etapa têm efeitos no desempenho energético: o mesmo elemento pode influenciar vários fatores (calor, luz, som) ou o mesmo fator pode ser influenciado por diversos elementos.

Avaliação final Analisar

detalhadamente o desempenho térmico; Estimar uso de energia. Dados de materiais; Dados climáticos; Horários e rotinas de ocupação do edifício. Programas completos de simulação. Relatório final de energia.

Comparar resultados com as metas energéticas pré-estabelecidas e modificar o projeto se necessário

Quadro 4 - Eficiência energética no processo de projeto

Fonte: Pedrini, 2003, p. 53 (adaptado de SZOKOLAY, 1984)

Percebe-se, então, que durante todo o processo proposto por Pedrini (2003) há um estudo cíclico das decisões, no qual à medida que o projeto avança as soluções são revisadas e aperfeiçoadas.

Algumas ferramentas foram criadas para avaliar a relação entre os fatores ambientais e as edificações, auxiliando assim, nas decisões projetuais. Algumas

delas são: as cartas solares que são representações gráficas do percurso do sol na

abobáda celeste da terra, nos diferentes períodos do dia e do ano (BITTENCOURT,

2000), o método de Mahoney que consiste na organização dos dados climáticos,

de uma determinada localidade, em tabelas que irão gerar recomendações de projeto para auxílio na concepção projetual de edificações não climatizadas. Esse método permite uma análise mais qualitativa do que quantitativa, pois fornece um único modelo de solução para cada perfil climático estudado, independente do uso

da edificação; e os programas computacionais para avaliação do desempenho

térmico de edificações que são utilizados por poucos profissionais devido à complexidade e limitações dos softwares. Os principais programas, utilizados pelo Laboratório de Conforto Ambiental – Labcon, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN, que auxiliam as tomadas de decisões durante o processo de concepção são apresentados a seguir:

- Programas para análise climática:

O grupo de pesquisa, Labcon, da UFRN utiliza para análise climática, os programas Analysis (LAMBERTS et al, 1998) e o Weathertool (MARSH, 2001b). Esses programas utilizam o arquivo bioclimático TRY obtidos por Goulart, Lamberts e Firmino (1998). Os dois programas divergem na definição da faixa de conforto térmico, no qual o Analysis aplica o método de Givoni (1992) e o Weathertool aplica o método CPZ (Control Potencial Zone) de Szokolay (SZOKOLAY; DOCHERTY, 1999). No entanto, ambos recomendam as mesmas diretrizes de conforto para o clima quente-úmido: ventilação e massa térmica para resfriar o ambiente interior.

- Programas de simulação simplificado

Os principais programas, dessa categoria, difundidos pelo Labcon são o

Suntool (MARSH, 2001a) e o Ecotect (MARSH, 2003). Ambos permitem explorar a geometria solar, sendo o primeiro utilizado na análise de uma única abertura, no qual é aconselhado para solucionar casos específicos que destacam um único elemento por ser rápido e flexível. O segundo, o Ecotect, produz análises térmica, acústica, de iluminação natural e de geometria solar. Sua confiabilidade é discutida por muitos, mas a análise da geometria solar pode ser usada com credibilidade. A vantagem do Ecotec em relação ao Suntool é que o primeiro permite a análise de geometrias mais rebuscadas que podem ser produzidas em programas de

baseado nos recursos do BLAST e DOE-2 (CRAWLEY et al, 2001), apresenta simulações mais elaboradas para balanço térmico, maior precisão na predição de temperaturas do ar e radiante média, além de ser mais rebuscado na simulação para ambientes condicionados naturalmente.

Embora essas ferramentas sejam importantes para aferir o grau de eficiência ao projeto arquitetônico, os projetos analisados não utilizaram esses instrumentos no processo de concepção, o que pode ser resultado, dentre outros fatores, da complexidade e necessidade de conhecimentos específicos para manipulação dos softwares e, do fato dessas ferramentas não serem difundidas no mercado.

O próximo capítulo analisa as estratégias propostas para atender às três demandas bioclimáticas para o clima de Natal/RN (Ver tópico 2.5), levando em consideração a forma e o arranjo espacial das partes articuladas ao todo, a fim de verificar o grau de eficiência das estratégias projetuais propostas. A partir da análise do sombreamento, através de simulador computacional, também foi possível identificar o grau de dependência que essas estratégias têm em relação aos programas.

Conforme elucidado, a concepção projetual é um processo-chave, quando idealizações e decisões conscientes podem auxiliar na obtenção de conforto ambiental para os usuários. Por essa importante relação do projeto com o clima, a concepção projetual e os princípios bioclimáticos devem ser integrados.